Digital Tools

Die am Institut für Multimediale und Interaktive Systeme (IMIS) der Universität zu Lübeck entwickelten digital vernetzten Lernsysteme ermöglichen ambiente Lernumgebungen (Ambient Learning Spaces / ALS), die in besonderer Weise den physischen Raum mit dem digitalen Informationsraum verschränken.

Dabei spielt das ebenfalls am IMIS entwickelte System NEMO (s.u.) eine besondere Rolle.

Die diversen hier vorgestellten Lernapplikationen erreichen sie (zumeist) über das webbasierte ALS-Portal (s.u.). 

NEMO

Das Network Environment for Multimedia Objects (NEMO) ist ein, im Rahmen des seit 2008 von der DFG geförderten Grundlagenforschungsprojektes "Ambient Learning Spaces" (ALS) entwickeltes, Framework für die zentrale Haltung der Logik von Lern- und Hilfsprogrammen und von in diesen gemeinsam verwendeten Programmmodulen, der gemeinsamen semantischen Datenhaltung sowie diversen Modulen zur Konvertierung von Daten sowie der Benutzerauthentifizierung.

Die semantisch annotierten multimedialen Inhalte, in Form von Text-, Bild-, Audio-, Video- oder 3D-Dateien, werden als NEMO-MediaFileObjects repräsentiert und können annotiert, personen- oder ortsbezogen sowie an Geräte angepasst in NEMO-MediaObjects (MO) gespeichert werden. Auch können Bilder über eine Bildanalysekomponente spezifischen Kategorien automatisch zugeordnet werden.

Durch die am IMIS entwickelten und genutzten Frontends der ALS-Lernapplikationen wird aus unterschiedlichen Kontexten heraus ein Zugriff auf NEMO durchgeführt, um dem Benutzer zu ermöglichen Medieninhalte zu erzeugen oder diese zur Anreicherung der physischen Welt (etwa einer Lernumgebung) zur Verfügung gestellt zu bekommen. NEMO ist hierbei in der Lage anhand der Benutzer- und Geräteinformationen Filterungen für die Medienausgabe durchzuführen und Präferenzen der Benutzer in seiner Ausgabe zu berücksichtigen. Zudem interagiert das System mit Lokalisationsdaten, greift auf Nutzungshistorien zurück, verfügt über einen integrierten Narrator und die Möglichkeit der Cross-Device Interaction (XDI) und behindertengerechter Ausgaben im Kontext der ALS-Lernapplikationen.

Zurzeit verfügen in der Hansestadt-Lübeck das Carl-Jacob-Burckhard-Gymnasium, die Geschwister-Prenski-Schule, die Stadtschule Travemünde, das Museum für Natur und Umwelt und das Günter Grass-Haus über ein NEMO.

Viele weitere Schulen in Lübeck verwenden im Rahmen von KiMM ein am Institut für Multimediale und Interaktive Systeme (IMIS) der Universität zu Lübeck befindliches NEMO.

ALS-Portal

Über das  ALS-Portal können alle ALS-Applikationen verwaltet und Medien für diese hochgeladen werden. Nach der Anmeldung gibt es für die unterschiedlichen Benutzergruppen individuelle Ansichten mit unterschiedlichen Rechten.

Neben den Lernapplikationen finden sich auch diverse Hilfsprogramme, beispielsweise zur Steuerung der InteractiveWall, zur Bearbeitung von Videos oder 3D-Objekten, dem Erstellen narrativer Pfade oder um spezifische Annotationen der Medien vorzunehmen.

InteractiveWall

Die InteractiveWall (IW) ist eine Hypermedia-Plattform für spielerisches, zufälliges und entdeckendes Lernen. Unter anderem können im Rahmen des Unterrichts Schüler*innen multimediale Inhalte für die ALS-Lernapplikationen erarbeiten, die in die IW integriert sind. Die IW basiert auf mehreren Multitouch-Bildschirmen, welche an einem jederzeit gut erreichbaren Ort, beispielsweise dem Foyer der Schule, platziert sind. Hier ist die IW für alle zugänglich und kann unter anderem auch im Kontext aller Fächer verwendet werden. Durch Anmeldung an der IW mit der ALS-Smartphone-App, können sich (ab Herbst 2018) die Schüler*innen Inhalte individuell anzeigen lassen. Die derzeit am häufigsten verwendeten Applikationen sind Announcements, MediaGallery und diverse EduGames. Geplant ist die Erweiterung um die TimeLine und SemCor (SemCor, siehe zukünftige Tools).

Announcements

Announcements ist ein Bereich der InteractiveWall. Hier haben Pädagogen*innen oder die Schülervertretung via dem ALS-Portal die Möglichkeit, allgemeine Informationen in Form von Ankündigungen mit allen in der Schule zu teilen. Eine Ankündigung ist für einen festgelegten Zeitraum für alle sichtbar und wird auf der Hauptansicht der InteractiveWall angezeigt. 

MediaGallery

Die am häufigsten verwendete Applikation der InteractiveWall ist die MediaGallery. Sie bietet einen Ort an dem Fotos, Grafiken und Videos das Schulleben widerspielen.

Die Medien mit ihren Beschreibungen zeigen gelungene Schülerarbeiten, Schulsportereignisse, Besuche bei der Partnerschule und vieles mehr.

Die Pädagogen*innen können die MediaGallery jederzeit über das ALS-Portal mit neuen Inhalten, die überwiegend von Schüler*innen erzeugt werden, füllen.

Die Videos für die MediaGallery können von den Schüler*innen mit der browserbasierten ALS-Software VideoEdit bearbeitet werden.

TimeLine

Die TimeLine ist eine für historische Kontexte entwickelte Software, in der von Schüler*innen gestaltete Medien, aber auch Medien der DBpedia, in zeitlicher Korrelation zueinander oder zu diversen Ereignissen visualisiert werden. Dazu können mehrere Zeitstrahlen, beispielsweise ein geographischer oder ein politisch-gesellschaftlicher Zeitstrahl, untereinander angezeigt und diverse Filterfunktionen verwendet werden.

Die TimeLine ist primär Teil der InteractiveWall, kann aber auch ohne sie verwendet werden.

HyperVid

Mithilfe des neu entwickelten webbasierten HyperVid lassen sich selbsterstellte Videofragmente einfach zu einem Hypervideo verlinken. Das Fundament bildet hierbei eine netzartige Struktur einzelner Videofragmente, die durch HyperVid anschaulich visualisiert und intuitiv gestaltbar wird. Auf diese Weise wird das multiperspektivische, nichtlineare Denken beim gemeinsamen Lernen mit zeitbasierten Multimedien gefördert.

Die Videofragmente können von den Schüler*innen mit der browserbasieten Software VideoEdit bearbeitet werden.

Info-Video zu HyperVid: 

VideoEdit

VideoEdit ist ein sehr einfach zu bedienendes webbasiertes Tool, mit dem Videos aus einem oder mehreren Videos, Fotos und Sounddateien erstellt werden können.

Da VideoEdit Teil des  Frameworks NEMO ist, können die entstandenen Videos direkt in allen ALS-Applikationen, die ebenfalls über das ALS-Portal erreichbar sind, verwendet werden.

MoLES

Das Mobile Learning Exploration System, kurz MoLES, wurde entwickelt, um Lernen an außerschulischen Lernorten zu unterstützen. Im ALS-Portal erstellen Pädagogen*innen oder auch Schüler*innen Aufgaben, die auf anschließenden Exkursionen durch das Erstellen von Medien gelöst werden. Dazu wird mobil die webbasierte MoLES-App auf den Smartphones der Schüler*innen verwendet. Die von den Schüler*innen erstellten Medien können aus Texten, Bildern, Tonaufnahmen oder Videos bestehen.

Aus den mit MoLES erstellten Bildern und Videos können automatisiert digitale 3D-Objekte generiert werden. Mit 3DEdit können im ALS-Portal die automatisch erzeugten 3D-Objekte von verbleibenden Artefakten bereinigt und die Ausrichtung eingestellt werden. Alle mit MoLES erzeugten Medien können in allen ALS-Lernapplikationen weiterverwendet werden.

InfoGrid

Mit InfoGrid können im ALS-Portal webbasiert am PC oder Tablet Texte, Fotos, Videos oder digitale 3D-Objekte bestimmt werden, die in Form von Augmented Reality (AR) von mobilen Geräten wie Smartphones oder Tablets wiedergegeben werden. Dazu werden auch Bilder oder Bilder real-physischer Orte als "Marker" bestimmt.

Am einfachsten werden die Medien für ein AR-Erlebnis mit MoLES erstellt. Aber auch die Eingabe via ALS-Portal ist möglich. Gegen Ende 2018 ist geplant, die Medien auch in Form einer Narrativen Tour im Innen- oder Außenraum mittels Narrator im ALS-Portal zu gestalten.

Alle diejenigen, die die InfoGrid-App auf ihrem mobilen Gerät installiert haben, können das von den Schüler*innen Geschaffene interaktiv betrachten, wenn sie Zugang zu einem NEMO haben. Die InfoGrid-App kann aus dem Google Play Store oder Apples App Store heruntergeladen und auf dem Smartphone oder Tablet installiert werden. 

EduGames

Unter EduGames finden Sie am IMIS entwickelte Lernspiele. Für den Primarbereich stehen zurzeit zwei Miteinander-Lernspiele (AlgoFrogs und SpelLit) bereit, mit denen Kinder mit Mobilgeräten gemeinsam vor einem größeren Bildschirm lernen. 

Der GameCreator wird über das ALS-Portal erreicht. Er ermöglicht Pädagogen*innen die Modifikation oder  Erstellung neuer Spielrunden für die Miteinander-Lernspiele AlgoFrogs und SpelLit. Für AlgoFrogs können auch Kinder ab der dritten Jahrgangsstufe eigene Spielrunden mit dem GameCreator programmieren.

Ein Lernspiel für Kinder ab ca. der Orientierungsstufe ist ÖkoFootprint. Dies wurde für die InteractiveWall in Schulen entwickelt.

AlgoFrogs

Bei AlgoFrogs handelt sich um ein mobiles, körper- und raumbezogenes, be-greifbares Miteinander-Lernspiel, mit dem bei Schüler*innen im Grundschulalter kognitive Prozesse, gekoppelt an sozialen und grobmotorischen und  Aktivitäten, gefördert werden. Mit beliebigen mobilen Geräten mit einem Browser und einem weiteren Gerät, mit einem etwas größeren Bildschirm, können Grundschulkinder beim interaktiven Lernerlebnis frühe Formen der Programmierung bzw. algorithmisches Denken erlernen.

Während Kinder bis zur zweiten Jahrgangsstufe lediglich mit fertigen Spielrunden gemeinsam lernen, lernen Kinder ab der dritten Jahrgangsstufe auch, indem sie mit dem ebenfalls webbasierten GameCreator neue Spielrunden "programmieren".

SpelLit

Bei SpelLit handelt es sich um ein mobiles, körper- und raumbezogenes Miteinander-Lernspiel für drei bis fünf Kinder, mit dem sie gemeinsam Schreiben lernen. Gleichzeitig werden grobmotorische und soziale Aktivitäten gefördert. Auch wenn sich SpelLit an der Methode "Lesen durch Schreiben" von Reichen (1982) anlehnt, können sich beim Schreiben Lernen mittels SpelLit keine Fehler verfestigen. 

Zunächst bekommen die Kinder auf einem Mobilgerät ein Bild angezeigt und der Begriff wird vorgelesen. Dies ist besonders hilfreich, wenn Zuhause nicht lautgerecht deutsch gesprochen wird. Danach wählen sie jeweils einen Anfangs- oder Endlaut aus, der ebenfalls als Bild und entsprechende/r Buchstabe/n angezeigt und vorgelesen wird. Jedes Kind übernimmt einen Laut. Gemeinsam überlegen sie dann vor einem größeren Bildschirm stehend, in welcher Reihenfolge die Buchstaben zu einem Wort zusammengesetzt werden. Für das Schreiben eines neuen Wortes laufen die Kinder zu einem etwas entfernten Mobilgerät, um eine weitere Spielrunde freizuschalten. Damit die Kinder nicht via Trail and Error Buchstaben aneinanderfügen, müssen sie nach einer fehlerhaften Eingabe ebenso zum entfernten Mobilgerät laufen.

Mit dem GameCreator haben die Pädagogen*innen die Möglichkeit neue Worte in das System einzugeben. Hier bestimmen sie auch die Schwierigkeitsstufe der Spielrunden. So können sie beispielsweise die Namen der Kinder mit ihrem Bild eingeben, die oftmals nicht lauttreu geschrieben werden.

ActeMotion

ActeMotion ermöglicht die Erstellung einer interaktiven Bühnenperformance. Über eine webbasierte Eingabemaske (im ALS-Portal) ist es möglich, spezifische Gesten spezifischen Medien zuzuordnen. Wird eine der Gesten, beispielsweise von der Kinect V2, erkannt, können Bilder, Sounds oder Videos abgespielt werden.

SmartFashion

SmartFashion steht für selbst gestaltete intelligente Kleidung oder intelligenten Schmuck. Wie Smart Watches oder AR-Brillen, gehört SmartFashion zur Familie der Wearables. 

KiMM unterstützt Pädagogen*innen, die mit Schüler*innen SmartFashion gestalten möchten. Mögliche Szenarien sind interaktive Reaktionen auf Umwelteinflüsse, die Kommunikation zwischen selbst gestalteten Objekten untereinander oder mit anderen mobilen Endgeräten via Bluetooth. Hierfür werden verschiedene Mikrocontroller und Sensoren samt Minibatterien mittels Strom leitendem Garn in alltägliche Kleidungsstücke oder in Schmuck eingenäht. So werden Hosen, Jacken, Mützen und Armbänder durch vielfältige interaktive Funktionen erweitert.